文本生成無限長視頻，無需任何訓練
韓國首爾國立大學的研究人員推出了一個創新文生視頻模型——FIFO-Diffusion。
在傳統的文生視頻模型中，尤其是在基于擴散模型的產品中，生成長視頻經常面臨著質量和連貫性上的挑戰。這是因為模型在訓練時只能看到有限的幀數，而在實際應用中卻需要生成遠超過訓練時長度的視頻。
FIFO-Diffusion模型使用了一種創新的“對角去噪”方法來克服生成長視頻的難題，以隊列的方式來處理視頻幀的連續，該技術靈感來源于工廠的流水線作業。
在每一步中，完全去噪的幀從前端出隊，新的隨機噪聲幀在末端入隊。這確保了每幀生成時都能參考到足夠數量的前導幀，從而維持視頻的整體流暢度、邏輯一致性，同時無需訓練就能生成無限長的視頻。
FIFO-Diffusion生成的視頻
對角線去噪是FIFO-Diffusion模型的核心模塊，通過一個隊列來維護一系列具有不同噪聲水平的視頻幀。這個隊列按照時間順序排列，噪聲水平隨時間增加。
在每一步迭代中，隊列頭部的幀會被完全去噪并從隊列中移除，同時在隊列尾部加入一個新的帶有隨機噪聲的幀，類似于生產中的流水線作業。
但由于模型在訓練時通常是在相同噪聲水平下對所有幀進行去噪，而在對角線去噪中，模型需要處理不同噪聲水平的幀，會產生訓練與推理之間的差異以及噪聲級別差異可能導致的去噪不準確性。
所以，研究人員又引入了潛在分割和前瞻去噪兩大模塊，來優化去噪流程。
潛在分割模塊主要是為了解決在對角線去噪過程中，引入的訓練推理差距問題。潛在分割將連續的幀序列分成多個塊，每個塊中的幀具有相似的噪聲水平。使得模型在處理每個塊時，只需要關注一個較小的噪聲范圍內的幀，而不是在整個去噪過程中處理噪聲水平差異很大的幀。
潛在分割會定義一個隊列，這個隊列按照時間順序包含了從高噪聲水平到低噪聲水平的所有幀。然后，這個隊列被等分成多個塊，每個塊包含了一定數量的幀。
在去噪過程中，模型將對每個塊分別進行處理，而不是像傳統的對角線去噪那樣一次性處理所有幀。每個塊內的幀都可以被更細致地去噪，因為它們之間的噪聲水平差異更小。
此外，潛在分割還能提升去噪過程中的并行計算效率。由于每個塊可以獨立于其他塊進行處理，因此可以同時在多個GPU上進行去噪計算。這種并行化處理極大提高了視頻生成的效率，使得生成長視頻變得更加高效。
前瞻去噪則是用來解決對角線去噪產生的，噪聲級別差異可能導致的去噪不準確性問題。可幫助模型在去噪當前幀時，能夠參考未來的幀。
該方法利用了對角線去噪的一個技術優勢，在隊列中，較晚的幀可以從前幾步中更干凈的幀中獲益，即使是噪聲水平較高的幀也能夠獲得更準確的去噪結果。
在前瞻去噪的過程中，模型需要對隊列中的幀進行兩次處理：首先，模型按照對角線去噪的方式對幀進行初步去噪；然后，在前瞻步驟中，模型再次處理這些幀會利用未來幀的信息來改進去噪結果。
此外，前瞻去噪在保持生成視頻的質量、連貫性以及自然度方面也有很大的幫助。
研究人員將FIFO-Diffusion與FreeNoise、Gen-L-Video等同類模型進行了綜合評估。結果顯示，FIFO-Diffusion在運動平滑度、幀質量以及場景多樣性方面有顯著優勢。即便是與需要訓練的分塊自回歸方法LaVie+SEINE相比，其生成的視頻在連續性和文本符合度上也更出色。
本文轉自 AIGC開放社區 ，作者：AIGC開放社區
